EP2548803A1

EP2548803A1 - Procédé de contrôle d'un groupe de moteurs et aéronef

Info

Publication number: EP2548803A1
Application number: EP12004803A
Authority: EP
Inventors: Nadine Dyrla; Alban Corpron; Emmanuel Joubert; Hichem SMAOUI
Original assignee: Eurocopter France SA; Eurocopter SA; European Aeronautic Defence and Space Company EADS France
Current assignee: Eads (european Aeronautic Defence And Space Compan; Airbus Helicopters SAS
Priority date: 2011-07-18
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2032-06-27
Also published as: US20130184958A1; EP2548803B1; US9038939B2; CA2782456C; FR2978124A1; FR2978124B1; CA2782456A1

Abstract

La présente invention concerne un procédé de contrôle d'un groupe (2) de moteurs développant une puissance requise (Wnec) pour entraîner un rotor (3), ledit groupe (2) de moteurs étant muni d'au moins un organe électrique (4), d'un moyen de stockage (5) électrique et d'un premier nombre (n) de moteurs thermiques (6) supérieur ou égal à deux. Une unité de traitement (10) exécute des instructions pour évaluer une condition principale selon laquelle le groupe de moteurs peut développer la puissance requise en mettant au repos un moteur thermique, et le cas échéant pour mettre au repos un moteur thermique et accélérer un deuxième nombre de moteurs thermiques non mis au repos, et pour faire fonctionner l'organe électrique en mode moteur si nécessaire, l'organe électrique fonctionnant temporairement en mode générateur électrique quand le moyen de stockage est déchargé.

Description

La présente invention concerne un procédé de contrôle d'un groupe de moteurs entraînant un rotor, tel qu'un rotor de sustentation voire de propulsion d'un giravion. De plus, l'invention concerne un aéronef mettant en oeuvre ce procédé.
Dès lors, l'invention se situe dans le domaine technique des groupes de moteurs d'aéronefs, et notamment des groupes de moteurs d'aéronefs à voilure tournante comprenant au moins un moteur électrique et une pluralité de moteurs thermiques.
Classiquement, un aéronef à voilure tournante comprend en principe un groupe de moteurs comprenant au moins un moteur thermique, tel qu'un moteur thermique de type moteur à pistons ou à turbine. Une boîte de réduction de vitesse lie le groupe de moteurs au rotor principal d'avancement et de sustentation: il s'agit de la boîte de transmission principale de puissance.
Les limitations thermiques d'un moteur thermique, et les limitations en couple d'une boîte de transmission principale, permettent de définir une enveloppe de fonctionnement de chaque moteur thermique englobant trois régimes normaux d'utilisation:

le régime de décollage correspondant à un niveau de couple pour la boîte de transmission principale et un échauffement du moteur thermique admissibles pendant un temps limité sans dégradation notable, ce régime de décollage étant défini par une puissance maximale au décollage PMD et une durée d'utilisation de cette puissance maximale au décollage généralement de l'ordre de cinq minutes,
le régime maximal continu, ce régime de décollage étant défini par une puissance maximale en continu PMC correspondant environ à 90% de la puissance maximale au décollage PMD et par une durée d'utilisation de cette puissance maximale en continu généralement illimitée,
le régime de ralenti minimisant la consommation en carburant, l'autonomie du moteur thermique étant néanmoins conservée durant ce régime de fonctionnement.

Le régime de ralenti peut par exemple être piloté en maintenant la vitesse de déplacement d'un organe mobile du moteur thermique à une valeur donnée.
Par exemple, on peut piloter la vitesse de rotation d'un générateur de gaz dans le cadre d'un turbomoteur. La valeur donnée est fixée par le constructeur pour notamment optimiser la consommation en carburant du moteur thermique et assurer l'autonomie de fonctionnement du moteur thermique.
A titre de variante, dans le cadre d'un turbomoteur à turbine libre, on peut piloter la vitesse de rotation de la turbine libre.
Par ailleurs, un aéronef et notamment un aéronef à voilure tournante peut comprendre un ou plusieurs moteurs thermiques. Par exemple, trois catégories de giravions peuvent être distinguées.
La première catégorie est relative aux giravions monomoteurs sur lesquels un seul moteur thermique est agencé, un moteur à pistons ou à turbine. En l'absence d'autre source de puissance, il n'est pas possible d'opérer une répartition de la fourniture de puissance entre différentes sources,
La deuxième catégorie est relative aux giravions bimoteur sur lesquels deux moteurs thermiques sont agencés, deux moteurs à pistons ou à turbine. Ces moteurs sont régulés conjointement pour fournir chacun la moitié de la puissance requise à chaque instant en vol, cette puissance étant alors dénommée « puissance requise » ou « puissance courante » par la suite.
De manière alternative, ces deux moteurs thermiques peuvent être régulés pour que certains de leurs paramètres de fonctionnement soient égaux, tels que par exemple la vitesse de rotation du générateur de gaz ou la température de contrôle dans le cadre de moteurs thermiques.
La régulation des moteurs thermiques n'autorise donc pas le fonctionnement dissymétrique de ces moteurs thermiques, hors panne de l'un des deux. En particulier, l'arrêt volontaire d'un des moteurs ou sa mise au ralenti en vol est à proscrire pour des raisons de sécurité.
La troisième catégorie est relative aux giravions trimoteur assimilables aux giravions bimoteur en termes de fonctionnement.
Ainsi, sur un giravion pourvu d'une pluralité de moteurs thermiques, on tend à répartir équitablement la puissance à développer entre ces différents moteurs thermiques.
Cette répartition de puissance peut toutefois induire l'utilisation des moteurs thermiques dans des plages de fonctionnement à faible rendement énergétique.
En effet, on note que la consommation spécifique d'un moteur à turbine diminue concomitamment à l'augmentation de la puissance développée par ce moteur thermique, jusqu'à un point optimal appelé « point d'adaptation », généralement proche de la puissance maximale au décollage PMD. De manière surprenante, plus un moteur à turbine développe une puissance importante, plus sa consommation spécifique est optimisée, jusqu'aux environs de la puissance maximale au décollage PMD.
Dès lors, en répartissant la puissance requise de manière équivalente entre les différents moteurs thermiques d'un groupe de moteurs, on peut tendre à faire fonctionner l'ensemble des moteurs thermiques dans des plages de fonctionnement non optimisées d'un point de vue rendement énergétique.
La durée du vol ou la distance parcourue par l'aéronef peuvent alors être réduites.
En effet, on connaît deux vitesses d'avancement caractéristiques pour un giravion :

une première vitesse connue sous l'acronyme « Vbe » soit « Velocity of Best Endurance » en langue anglaise, correspondant à la vitesse horizontale offrant une endurance maximale au giravion pour lui permettre de voler le plus longtemps possible avec une quantité donnée de carburant,
une deuxième vitesse connue sous l'acronyme « Vbr » soit « Velocity of Best Range » en langue anglaise, correspondant à la vitesse horizontale offrant une distance franchissable maximale au giravion pour lui permettre de voler le plus loin possible avec une quantité donnée de carburant.

Toutefois, on constate par exemple que la première vitesse pourrait être généralement atteinte par un giravion bimoteur ou trimoteur à l'aide d'un seul moteur délivrant une puissance inférieure ou égale à la puissance maximale en continu PMC.
On comprend donc que pour le vol d'un giravion à cette première vitesse et en mettant en oeuvre tous les moteurs thermiques, chaque moteur doit développer une puissance relativement modérée, engendrant un rendement énergétique moyen.
On pourrait alors envisager d'arrêter en vol un moteur pour augmenter ce rendement énergétique. Toutefois, si l'arrêt d'un moteur thermique est possible, on note que le domaine de vol est alors généralement très restreint.
En effet, on constate par exemple qu'il est souvent difficile voire impossible de voler à la deuxième vitesse avec un seul moteur thermique sur un giravion bimoteur.
Par suite, effectuer des missions de longue distance sur un seul moteur nécessite de réduire la vitesse d'avancement. Dans ce cas, le gain de consommation en carburant apporté par une utilisation optimale du turbomoteur peut être contrecarré par la baisse de performance énergétique du giravion, ce giravion ne fonctionnant plus à la deuxième vitesse optimale pour ce type de mission. En outre, le temps de parcours peut être augmenté de manière significative.
Dès lors, un vol réalisé pour franchir une grande distance doit favorablement être effectué en sollicitant tous les moteurs thermiques, néanmoins dans une plage de fonctionnement qui n'est pas optimisée d'un point de vue rendement énergétique.
La présente invention a alors pour objet de proposer un procédé de contrôle d'un groupe de moteurs muni d'au moins un organe électrique et d'au moins deux moteurs thermiques pour atteindre par exemple une destination éloignée en optimisant le rendement énergétique global de l'aéronef.
On note que l'état de la technique comprend le document FR2914697 relatif à un dispositif d'assistance aux phases transitoires d'accélération et de décélération d'un aéronef.
Ce document FR2914697 présente un turbomoteur comportant un générateur de gaz, une turbine libre entraînée en rotation par le flux de gaz généré par le générateur de gaz, et un moteur auxiliaire.
Pour éviter un phénomène de pompage connu, un motoriste prévoit généralement une marge appelée marge de pompage limitant la capacité d'accélération du turbomoteur. Ce document FR2914697 vise un turbomoteur pour hélicoptère présentant une capacité d'accélération optimisée tout en ayant la même marge de pompage que celle du turbomoteur de l'art antérieur. Le turbomoteur comporte alors un moteur auxiliaire couplé à un arbre du générateur de gaz pour fournir une quantité d'énergie cinétique de rotation supplémentaire à l'arbre lors d'une phase d'accélération du turbomoteur.
Le document FR2933910 présente une installation hybride pourvue d'au moins un moteur thermique et d'au moins un moteur électrique.
Le document DE102007017332 présente un aéronef comprenant un propulseur, un moteur à combustion interne ayant une prise d'entraînement permettant d'entrainer le propulseur et une machine électrique, le moteur à combustion interne coopérant avec la machine électrique.
L'invention a alors pour objet un procédé de contrôle d'un groupe de moteurs d'un aéronef développant une puissance requise pour entraîner un rotor, ce groupe de moteurs étant muni d'au moins un organe électrique relié à un moyen de stockage d'énergie électrique et d'un premier nombre de moteurs thermiques supérieur ou égal à deux. L'organe électrique peut alors comprendre au moins un moteur électrique pouvant fonctionner dans un mode moteur électrique et dans un mode générateur électrique, le moyen de stockage pouvant comprendre au moins une batterie.
Chaque moteur thermique peut de plus développer une puissance continue sans limitation de durée durant un régime continu, telle que la puissance maximum continue PMC explicitée précédemment.
Ce procédé est notamment remarquable en ce qu'une unité de traitement exécute des instructions mémorisées pour évaluer une condition principale selon laquelle le groupe de moteurs peut développer la puissance requise en mettant au repos un moteur thermique, et lorsque cette condition principale est vérifiée pour :

mettre au repos un moteur thermique, et
pour accélérer les moteurs thermiques non mis au repos à savoir pour accélérer un deuxième nombre de moteurs thermiques non mis au repos égal au dit premier nombre moins une unité afin de développer au maximum une puissance seuil à l'aide des moteurs thermiques, la puissance seuil étant atteinte quand chaque moteur thermique non mis au repos développe ladite puissance continue.

Par exemple, le groupe de moteurs comporte un premier nombre de moteurs thermiques égal à deux. Lorsque les deux moteurs thermiques développent chacun la puissance continue, le premier nombre de moteurs thermiques développe au total une puissance dite « puissance optimale », égale au double de la puissance continue selon cet exemple.
Un deuxième nombre de moteurs thermiques inférieur au premier nombre d'une unité développe conjointement une puissance dite « puissance seuil » en développant chacun ladite puissance continue.
Ainsi, pour un groupe de moteurs muni d'un premier nombre de moteurs thermiques égal à deux, le deuxième nombre est égal au premier nombre moins une unité, soit à un. La puissance seuil est alors de fait égale à la puissance continue selon cet exemple.
En outre, l'organe électrique peut au maximum développer une puissance dite « puissance maximale » en mode moteur.
De plus, lorsque la condition principale est vérifiée, l'unité de traitement exécute des instructions mémorisées pour faire fonctionner l'organe électrique en mode moteur si cette unité de traitement évalue que la condition principale est vérifiée en sollicitant conjointement en mode moteur l'organe électrique et le deuxième nombre de moteurs thermiques, l'organe électrique fonctionnant temporairement en mode générateur électrique quand le moyen de stockage est déchargé.
Il est à noter que l'on entend par « mettre au repos un moteur thermique », une opération tendant soit à arrêter ce moteur thermique soit à faire fonctionner ce moteur thermique à un régime de ralenti durant lequel l'autonomie du moteur thermique est conservée alors que la consommation en carburant de ce moteur thermique est minimisée.
Ainsi, la mise au repos d'un moteur thermique est généralement proscrite en vol selon l'état de la technique, hors cas de panne dudit moteur thermique notamment ou en dehors d'un vol d'entraînement, car les autres moteurs thermiques peuvent s'avérer insuffisants pour assurer la mission.
Or, en couplant la mise au repos d'un moteur thermique avec l'accélération des autres moteurs thermiques et le cas échéant avec l'apport d'une puissance complémentaire générée par l'organe électrique, il devient possible de poursuivre la mission dans des conditions de sécurité acceptables.
L'aéronef de type aéronef à voilure tournante par exemple peut dès lors fonctionner dans un mode de vol optimisé avec une succession de séquences incluant :

la mise au repos d'un moteur thermique, avec le cas échéant le déclenchement de l'organe électrique pour compenser le défaut de puissance du ou des moteurs thermiques n'étant pas mis au repos jusqu'à un certain niveau de décharge du moyen de stockage,
le basculement de l'organe électrique d'un mode moteur électrique vers un mode générateur électrique pour recharger électriquement le moyen de stockage, le moteur thermique mis au repos pouvant être réengagé lors de cette phase.

Il est à noter qu'à chaque séquence on peut déterminer le moteur thermique à mettre au repos en appliquant un cycle prédéterminé, afin que deux moteurs thermiques distincts cumulent des durées de mise au repos et des nombres de remises en route similaires. Ainsi, le procédé n'induit pas une dissymétrie dans l'utilisation et donc la détérioration des moteurs thermiques.
Ce mode de fonctionnement permet d'améliorer le rendement global de la chaîne de transmission de puissance.
En particulier, ce mode de fonctionnement permet au moteur électrique d'apporter à l'aéronef le complément de puissance nécessaire pour maintenir cet aéronef à une vitesse à rendement énergétique optimal, voir amélioré. En effet, il devient possible :

de faire fonctionner les moteurs thermiques non mis au repos à leur point de rendement le plus favorable,
d'effectuer un vol à une troisième vitesse Vhy correspondant à la vitesse maximale pouvant être atteinte avec un moteur thermique au repos et un organe électrique fonctionnant en mode moteur en ne dégradant pas ou en améliorant la performance énergétique de l'hélicoptère.

En particulier, en fonction du dimensionnement de l'organe électrique, on peut obtenir :

un premier niveau d'hybridation qui permet d'atteindre une troisième vitesse Vhy sensiblement identique à la deuxième vitesse Vbr atteignable en utilisant uniquement l'ensemble des moteurs thermiques, mais avec un gain de consommation kilométrique et horaire, la troisième vitesse Vhy pouvant être déterminée de sorte à induire une consommation kilométrique équivalente à la consommation kilométrique minimale obtenue en fonctionnement thermique pur avec un moteur thermique au repos,
un deuxième niveau d'hybridation qui permet d'atteindre une troisième vitesse Vhy égale à la deuxième vitesse Vbr, en accroissant le gain de consommation kilométrique à iso consommation horaire par rapport au premier niveau d'hybridation,
un troisième niveau d'hybridation qui permet d'atteindre une troisième vitesse Vhy supérieure à la deuxième vitesse Vbr, ce troisième niveau d'hybridation permettant d'augmenter la vitesse de l'hélicoptère au-delà de la deuxième vitesse Vbr «classique» à iso-consommation horaire par rapport au deuxième niveau d'hybridation, donc en réduisant la consommation kilométrique.

Par suite, lors du dimensionnement de l'aéronef, un constructeur détermine la troisième vitesse Vhy puis dimensionne l'organe électrique et le moyen de stockage en conséquence. Le choix de la troisième vitesse Vhy peut dépendre ensuite d'un compromis entre :

le gain de consommation apporté par l'augmentation de la vitesse de vol avec un moteur thermique au ralenti,
la masse embarquée nécessaire au système d'hybridation incluant la masse de l'organe électrique et du moyen de stockage notamment.
l'adaptation des vitesses caractéristiques de l'aéronef aux besoins de l'opérateur.

Ce procédé peut de plus présenter une ou plusieurs des caractéristiques qui suivent.
Par exemple l'unité de traitement évalue si l'aéronef se trouve dans une première configuration selon laquelle la puissance requise est inférieure ou égale à la puissance seuil ou dans une deuxième configuration selon laquelle la puissance requise est supérieure à la puissance seuil mais inférieure ou égale à une somme de la puissance maximale et de la puissance seuil ou dans une troisième configuration selon laquelle la puissance requise est supérieure à une somme de la puissance maximale et de la puissance seuil. La condition principale est alors vérifiée si :

une première condition secondaire, selon laquelle la puissance requise développée par le groupe de moteurs est inférieure ou égale à ladite somme de la puissance maximale et de la puissance seuil, est vérifiée conformément auxdites première et deuxième configurations, et si
lorsque la puissance requise est supérieure à la puissance seuil, si une deuxième condition secondaire selon laquelle le moyen de stockage contient une charge électrique supérieure à un seuil minimal est vérifiée.

Par suite, on met au repos notamment un moteur thermique soit si la première condition est vérifiée et si le moyen de stockage est chargé, ou soit si la première condition est vérifiée et si la puissance requise est supérieure à la puissance seuil indépendamment du niveau de charge du moyen de stockage.
Selon un autre aspect, chaque moteur thermique non mis au repos peut développer la même puissance afin d'optimiser l'endommagement des moteurs thermiques.
En outre, si la puissance requise est inférieure ou égale à la puissance seuil et lorsque ladite condition principale est vérifiée, on applique une stratégie à choisir dans une liste incluant au moins une des stratégies suivantes.
Selon une première stratégie a) relative à un premier mode de réalisation, durant un mode de fonctionnement « générique », on ne sollicite pas l'organe électrique, chaque moteur thermique non mis au repos étant accéléré pour fournir individuellement une puissance égale à la puissance requise divisée par le deuxième nombre soit : $W_{ENGi} = W_{nec} / (n - 1)$
où «W_ENGi» représente la puissance développée par chaque moteur thermique non mis au repos, «W_nec» représente la puissance requise, « / » représente le signe de la division, et « n-1 » représente le deuxième nombre, « n » représentant le premier nombre.
Selon une deuxième stratégie b) relative à un deuxième mode de réalisation, durant un mode de fonctionnement « endurance » visant à optimiser la durée du vol, on fait fonctionner l'organe électrique en mode moteur à la puissance maximale, chaque moteur thermique non mis au repos développant individuellement une puissance égale à la différence de la puissance requise et de la puissance maximale divisée par le deuxième nombre soit : $W_{ENGi} = (W_{nec} - W_{elec_max}) / (n - 1)$

où «W_ENGi» représente la puissance développée par chaque moteur thermique non mis au repos, «W_nec» représente la puissance requise, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « / » représente le signe de la division, et « n-1 » représente le deuxième nombre, « n » représentant le premier nombre.
Selon une troisième stratégie c) relative à un troisième mode de réalisation, durant un mode de fonctionnement « distance » visant à optimiser la distance pouvant être parcourue en vol, chaque moteur thermique non mis au repos développant individuellement une puissance égale à la différence de la puissance requise et de la puissance électrique générée par l'organe électrique divisée par le deuxième nombre soit : $W_{ENGi} = (W_{nec} - Welec) / (n - 1)$

où «W_ENGi» représente la puissance développée par chaque moteur thermique non mis au repos, «W_nec» représente la puissance requise, «Welec» représente la puissance électrique, « / » représente le signe de la division, et « n-1 » représente le deuxième nombre, « n » représentant le premier nombre.
Dès lors, on fait fonctionner cet organe électrique en mode moteur à une puissance électrique égale au minimum entre d'une part le produit de la puissance requise et d'un terme correctif conformément à la relation suivante et d'autre part ladite puissance maximale soit : $Welec = \min [W_{nec \cdot} (1 - {Ck}_{cible} / {Ck}_{n - 1}); W_{elec_max}]$

où « Welec» représente la puissance développée par l'organe électrique, «W_nec» représente la puissance requise, « 1-Ck_cible/Ck_n-1 » représente ledit terme correctif, «Ck_cible» représente une consommation de carburant kilométrique cible prédéterminée, «Ck_n-1» représente une consommation de carburant kilométrique correspondant à la consommation kilométrique obtenue avec un moteur thermique au repos et les moteurs thermiques non mis au repos fournissant la puissance requise lorsque la puissance requise est inférieure à la puissance seuil ou la puissance seuil lorsque la puissance requise est supérieure ou égale à la puissance seuil, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Par ailleurs, et indépendamment du mode de réalisation, dans la première configuration, lorsque la première condition est vérifiée alors que la deuxième condition secondaire n'est pas vérifiée, l'unité de traitement exécute des instructions mémorisées pour requérir le fonctionnement de l'organe électrique en mode générateur électrique afin de recharger électriquement le moyen de stockage d'énergie électrique.
Ainsi, lorsque la puissance requise est égale à la puissance seuil, on recharge électriquement le moyen de stockage en mettant en oeuvre tous les moteurs thermiques, chaque moteur thermique développant une puissance égale à la somme de la puissance requise et d'une puissance de charge divisée par le premier nombre soit : $W_{ENGi} = (W_{nec} + W_{charge}) / (n)$

où «W_ENGi» représente la puissance développée par chaque moteur thermique non mis au repos, «W_nec» représente la puissance requise, «W_charge» représente la puissance de charge, « / » représente le signe de la division, et « n » représente le premier nombre.
De plus, la puissance de charge est égale au minimum entre la différence entre d'une part une puissance optimale développée par le premier nombre de moteurs thermiques fonctionnant chacun à la puissance continue et la puissance requise, et d'autre part la puissance maximale soit: $W_{charge} = \min [{PMC}_{n} - W_{nec}; W_{elec_max}]$

où « W_charge» représente la puissance de charge, «W_nec» représente la puissance requise, «PMC_n» représente la puissance optimale, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Par contre, lorsque la puissance requise est inférieure à la puissance seuil, on recharge électriquement le moyen de stockage en mettant au repos un moteur thermique et en sollicitant un deuxième nombre de moteurs thermiques, chaque moteur thermique non mis au repos développant une puissance égale à la somme de la puissance requise et d'une puissance de charge divisée par le deuxième nombre soit : $W_{ENGi} = (W_{nec} + W_{charge}) / (n - 1)$

où «W_ENGi» représente la puissance développée par chaque moteur thermique non mis au repos, «W_nec» représente la puissance requise, «W_charge» représente la puissance de charge, « / » représente le signe de la division, et « n-1 » représente le deuxième nombre, « n » représentant le premier nombre.
Dès lors, la puissance de charge est égale au minimum entre d'une part la différence entre la puissance seuil développée par le deuxième nombre de moteurs thermiques non mis au repos fonctionnant chacun à la puissance continue et la puissance requise, et d'autre part la puissance maximale soit: $W_{charge} = \min [{PMC}_{n - 1} - W_{nec}; W_{elec_max}]$

où « W_charge» représente la puissance de charge, «W_nec» représente la puissance requise, «PMC_n-1» représente la puissance seuil, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Selon la deuxième configuration, si la puissance requise est supérieure à la puissance seuil mais inférieure ou égale à la somme de la puissance maximale et de la puissance seuil, lorsque ladite condition principale est vérifiée on applique une option à choisir dans une liste incluant au moins une des options suivantes en fonction du mode de réalisation.
Selon une première option a') relative au premier et au deuxième mode de réalisation, chaque moteur thermique non mis au repos est accéléré pour développer individuellement la puissance continue, le moteur électrique étant sollicité en mode moteur pour fournir une puissance égale à la différence entre la puissance requise et une puissance thermique, ladite puissance thermique étant égale à la puissance développée conjointement par lesdits moteurs thermiques non mis au repos.
Selon une deuxième option b') relative au troisième mode de réalisation, le moteur électrique étant sollicité en mode moteur pour fournir une puissance électrique, chaque moteur thermique non mis au repos est accéléré pour fournir individuellement une puissance égale à la puissance requise moins la puissance électrique divisée par le deuxième nombre, la puissance électrique étant égale au minimum entre d'une part le produit de la puissance requise et d'un terme correctif conformément à la relation suivante, et d'autre part ladite puissance maximale soit : $Welec = \min [W_{nec \cdot} (1 - {Ck}_{cible} / {Ck}_{n - 1}); W_{elec_max}]$

où « Welec» représente la puissance développée par l'organe électrique, «W_nec» représente la puissance requise, « 1-Ck_cible/Ck_n-1» représente ledit terme correctif, «Ck_cible» représente une consommation de carburant kilométrique cible prédéterminée, «Ck_n-1» représente une consommation de carburant kilométrique correspondant à la consommation kilométrique obtenue avec un moteur thermique au repos et les moteurs thermiques non mis au repos fournissant la puissance requise lorsque la puissance requise est inférieure à la puissance seuil ou la puissance seuil lorsque la puissance requise est supérieure ou égale à la puissance seuil, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Par contre, indépendamment du mode de réalisation, lorsque le moyen de stockage contient une charge électrique inférieure à un seuil minimal, on recharge électriquement le moyen de stockage en mettant en oeuvre tous les moteurs thermiques, chaque moteur thermique développant une puissance égale à la somme de la puissance requise et d'une puissance de charge divisée par le premier nombre soit : $W_{ENGi} = (W_{nec} + W_{charge}) / (n)$

où «W_ENGi» représente la puissance développée par chaque moteur thermique non mis au repos, «W_nec» représente la puissance requise, «W_charge» représente la puissance de charge, « / » représente le signe de la division, et « n » représente le premier nombre.
La puissance de charge est alors égale au minimum entre d'une part la différence entre une puissance optimale développée par le premier nombre de moteurs thermiques fonctionnant chacun à la puissance continue et la puissance requise, et d'autre part la puissance maximale soit : $W_{charge} = \min [{PMC}_{n} - W_{nec}; W_{elec_max}]$

où « W_charge» représente la puissance de charge, «W_nec» représente la puissance requise, «PMC_n» représente la puissance optimale, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Selon la troisième configuration, si la puissance requise est supérieure à la somme de la puissance maximale et de la puissance seuil, on peut évaluer une exigence selon laquelle la puissance requise est inférieure à la puissance optimale développée par le premier nombre de moteurs thermiques fonctionnant chacun à la puissance continue.
Par exemple, lorsque cette exigence est vérifiée, ou lorsque cette exigence n'est pas vérifiée alors que le moyen de stockage comporte une charge électrique supérieure à un seuil minimal, on n'utilise pas l'organe électrique, chaque moteur thermique étant contrôlé pour développer une puissance égale au quotient de la puissance requise par le premier nombre.
Par contre, lorsque ladite exigence n'est pas vérifiée alors que ledit moyen de stockage comporte une charge électrique inférieure ou égale à un seuil minimal, on utilise ledit organe électrique en mode générateur électrique, chaque moteur thermique développant une puissance égale à la somme de la puissance requise et d'une puissance de charge divisée par le premier nombre soit : $W_{ENGi} = (W_{nec} + W_{charge}) / (n)$

où «W_ENGi» représente la puissance développée par chaque moteur thermique non mis au repos, «W_nec» représente la puissance requise, «W_charge» représente la puissance de charge, « / » représente le signe de la division, et « n » représente le premier nombre.
La puissance de charge est alors égale au minimum entre la différence entre d'une part une puissance optimale développée par le premier nombre de moteurs thermiques fonctionnant chacun à la puissance continue et la puissance requise, et d'autre part la puissance maximale soit: $W_{charge} = \min [{PMC}_{n} - W_{nec}; W_{elec_max}]$

où « W_charge» représente la puissance de charge, «W_nec» représente la puissance requise, «PMC_n» représente la puissance optimale développée par l'ensemble des moteurs thermiques fonctionnant à la première puissance, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Selon un autre aspect, aucun moteur thermique n'est éventuellement mis au repos durant un vol stationnaire, par sécurité.
Outre un procédé, l'invention vise un aéronef muni d'un groupe de moteurs développant une puissance requise pour entraîner un rotor, ce groupe de moteurs étant muni d'au moins un organe électrique relié à un moyen de stockage électrique et d'un premier nombre de moteurs thermiques supérieur ou égal à deux, ledit organe électrique pouvant développer une puissance maximale en mode moteur.
Cet aéronef est notamment remarquable en ce qu'il comporte une unité de traitement reliée aux moteurs thermiques et à l'organe électrique, l'unité de traitement étant reliée à un moyen de détermination de ladite puissance requise, l'unité de traitement exécutant des instructions mémorisées pour mettre en oeuvre le procédé décrit précédemment.
Cet aéronef peut éventuellement comporter au moins un équipement à choisir dans une sélection comprenant au moins :

un moyen de sélection d'une stratégie appliquée si la puissance requise est inférieure ou égale à la puissance seuil, et lorsqu'une condition principale selon laquelle le groupe de moteurs peut développer la puissance requise en mettant au repos un moteur thermique est vérifiée,
un moyen de sélection d'une option appliquée si la puissance requise est supérieure à la puissance seuil mais inférieure ou égale à la somme de la puissance maximale et de la puissance seuil, et si ladite condition principale est vérifiée,

un moyen de sélection tactique pour déterminer d'une part une stratégie à appliquer si la puissance requise est inférieure ou égale à la puissance seuil, et lorsqu'une condition principale selon laquelle le groupe de moteurs peut développer la puissance requise en mettant au repos un moteur thermique est vérifiée, et d'autre part une option à appliquer si la puissance requise est supérieure à la puissance seuil mais inférieure ou égale à la somme de la puissance maximale et de la puissance seuil et si ladite condition principale est vérifiée.
un moyen de neutralisation de la mise au repos d'un moteur thermique, ce moyen de neutralisation pouvant empêcher l'application du procédé de contrôle décrit et pouvant induire l'accélération des moteurs thermiques vers un régime de puissance de ces moteurs thermiques suite à l'application dudit procédé.

Par suite, le moyen de sélection d'une stratégie permet à un pilote d'appliquer une première stratégie associée à un mode de réalisation « générique », une deuxième stratégie associée à un mode de réalisation privilégiant l'endurance de l'aéronef ou une troisième stratégie associée à un mode de réalisation privilégiant la distance pouvant être parcourue lorsque l'aéronef se trouve dans la première configuration précitée.
De même, le moyen de sélection d'une stratégie permet à un pilote d'appliquer une première option associée à un mode de réalisation « générique » mais aussi à un mode de réalisation privilégiant l'endurance de l'aéronef, ou une deuxième option associée à un mode de réalisation privilégiant la distance pouvant être parcourue lorsque l'aéronef se trouve dans la deuxième configuration précitée.
En mettant en oeuvre deux moyens de sélection, il est possible de privilégier des modes de réalisation distincts en fonction de la configuration dans laquelle se trouve l'aéronef.
Selon une variante préférée, le moyen de sélection d'une stratégie et le moyen de sélection d'une option sont inclus dans un unique moyen de sélection tactique.
Ce moyen de sélection tactique peut comporter une position correspondant au mode de réalisation « générique », une position correspondant au mode de réalisation privilégiant l'endurance de l'aéronef et une position correspondant au mode de réalisation privilégiant la distance pouvant être parcourue lorsque l'aéronef se trouve dans la deuxième configuration précitée.
En fonction de la configuration dans laquelle évolue l'aéronef, l'unité de traitement met en oeuvre la stratégie ou l'option adéquate.
L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées qui représentent :

la figure 1, un aéronef selon l'invention,
la figure 2, un schéma explicitant le procédé selon l'invention ,
la figure 3, un schéma présentant les configurations de vol possibles,
les figures 4 à 6, des schémas explicitant trois modes de réalisation.

Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont affectés d'une seule et même référence.
La figure 1 présente un aéronef 1 pourvu d'au moins un rotor 3 participant à la propulsion et/ ou à la sustentation voire au contrôle de l'aéronef 1. L'aéronef 1 est par exemple un aéronef muni d'une voilure tournante 3' et d'un rotor arrière 3" de contrôle en lacet.
Par ailleurs, l'aéronef 1 est muni d'un groupe 2 de moteurs entraînant une boîte de transmission principale de puissance MGB, cette boîte de transmission principale de puissance MGB mettant en rotation les rotors 3.
Ce groupe 2 de moteurs est équipé d'une pluralité de moteurs thermiques 6, de type moteur à pistons ou turbomoteur éventuellement. Plus précisément, le groupe 2 de moteurs comporte un premier nombre n de moteurs thermiques 6 supérieur ou égal à deux.
Chaque moteur thermique est défini pour fonctionner au moins selon un régime continu durant lequel le moteur thermique développe une puissance continue sans limitation de durée, telle que la puissance maximale continue PMC. De plus, chaque moteur thermique est par exemple défini pour fonctionner selon un régime de ralenti.
Lorsque chaque moteur thermique développe la puissance continue PMC, le premier nombre n de moteurs thermiques développe conjointement une puissance dite puissance optimale PMC_n.
Par contre, si un moteur thermique est au repos à savoir à l'arrêt ou au ralenti, le groupe 2 de moteurs thermiques utilise uniquement un deuxième nombre n-1 de moteurs thermiques 6 non mis au repos pour entraîner les rotors 3, le deuxième nombre n-1 étant égal au premier nombre n moins une unité. Dès lors, lorsque chaque moteur thermique non mis au repos développe la puissance continue PMC, on note que le deuxième nombre n-1 de moteurs thermiques non mis au repos développe conjointement une puissance dite puissance seuil PMC_n-1.
De plus, le groupe 2 de moteurs comprend un organe électrique 4 relié à un moyen de stockage 5 électrique. Cet organe électrique 4 est agencé en parallèle des moteurs thermiques 6, les moteurs thermiques 6 et l'organe électrique 4 étant reliés à la boîte de transmission principale de puissance MGB respectivement par des première et deuxième chaînes mécaniques L1, L2 distinctes.
Cet organe électrique 4 peut fonctionner en mode moteur électrique pour participer à l'entraînement de la boîte de transmission principale de puissance MGB en étant alimenté électriquement par le moyen de stockage 5. L'organe électrique développe alors au maximum une puissance électrique dite puissance maximale W_{elec_max}.
Cet organe électrique 4 peut aussi fonctionner en mode générateur de courant électrique en étant entraîné par la boîte de transmission principale de puissance MGB pour alimenter électriquement le moyen de stockage 5.
Par ailleurs, l'aéronef 1 comporte un dispositif de contrôle du groupe 2 de moteurs. Ce dispositif inclut une unité de traitement 10 pour contrôler le fonctionnement du groupe 2 de moteurs, au travers d'un mode de gestion du groupe 2 de moteurs visant à optimiser le fonctionnement de ce groupe 2 par la mise au repos d'un moteur thermique 6.
Cette unité de traitement 10 est alors reliée aux moteurs thermiques 6 et à l'organe électrique 4 pour contrôler leur fonctionnement, l'unité de traitement étant reliée au moyen de stockage 5 afin de déterminer son niveau de charge électrique.
A cet effet, l'unité de traitement est par ailleurs reliée à un moyen de détermination 20 usuel de la puissance requise W_nec, ce moyen de détermination pouvant comporter des moyens de mesure 20' d'un couple d'efforts, ces moyens de mesure 20' étant agencés entre chaque moteur du groupe 2 de moteurs et la boîte de transmission principale de puissance MGB.
On note que le dispositif de contrôle peut de plus comprendre au moins un équipement 30 optionnel à choisir dans une liste comportant au moins un moyen d'activation/désactivation dudit mode de gestion de type moyen de neutralisation 33 de la mise au repos d'un moteur thermique, au moins un moyen de sélection d'une stratégie 31 et /ou au moins un moyen de sélection d'une option 32 définissant divers modes de réalisation de l'invention.
L'unité de traitement peut alors comprendre un organe de calcul et une mémoire, l'organe de calcul exécutant des instructions mémorisées dans ladite mémoire pour mettre en oeuvre le procédé explicité par les figures 2 à 6.
En référence à la figure 2, durant une phase d'évaluation P1 l'unité de traitement évalue en temps réel une condition principale C0 selon laquelle le groupe 2 de moteurs peut développer la puissance requise W_nec nécessaire en mettant au repos un moteur thermique.
En effet, en référence à la figure 3, on peut distinguer trois configurations de vol.
Selon une première configuration CONF1, la puissance requise W_nec est inférieure ou égale à la puissance seuil PMC_n-1.
Selon une deuxième configuration CONF2, la puissance requise W_nec est supérieure à la puissance seuil PMC_n-1 mais inférieure ou égale à une somme de la puissance maximale W_elec__max et de la puissance seuil PMC_n-1.
Enfin, selon une troisième configuration CONF3, la puissance requise W_nec est supérieure à la somme de la puissance maximale W_{elec_max} et de la puissance seuil PMC_n-1.
L'unité de traitement évalue donc dans quelle configuration se trouve l'aéronef.
Conformément à la figure 2, l'unité de traitement estime que la condition principale C0 est vérifiée si une première condition secondaire C1 et une deuxième condition secondaire C2 sont vérifiées.
Par suite, la première condition secondaire est vérifiée si l'aéronef se trouve dans la première configuration CONF1 ou la deuxième configuration CONF2, soit lorsque la puissance requise W_nec est inférieure ou égale à la somme de la puissance maximale W_{elec_max} et de la puissance seuil PMC_n-1.
De plus, la deuxième condition secondaire est vérifiée quand le moyen de stockage 5 contient une charge électrique supérieure à un seuil minimal, soit lorsque le moyen de stockage est électriquement chargé.
Dès lors, quand la condition principale est vérifiée, l'unité de traitement 10 met en oeuvre une phase de gestion P2 pour favoriser le fonctionnement de l'aéronef 1 à un rendement énergétique optimisé.
Durant une première étape P21, l'unité de traitement 10 met au repos un moteur thermique 6. La consommation en carburant de ce moteur thermique 6 est alors diminuée.
Durant une deuxième étape P22, l'unité de traitement 10 accélère les moteurs thermiques 6 non mis au repos. Ainsi, un deuxième nombre n-1 de moteurs thermiques 6 du groupe 2 de moteurs est alors utilisé pour l'entraînement des rotors 3. En accélérant ces moteurs thermiques 6, on optimise alors leur rendement énergétique, la consommation spécifique d'un moteur thermique diminuant lorsque la puissance développée par le moteur thermique augmente.
Durant une troisième étape P23, si la condition principale est vérifiée grâce à un apport de puissance provenant de l'organe électrique 4, l'unité de traitement requiert le fonctionnement de cet organe électrique 4 en mode moteur.
On comprend que la deuxième condition secondaire n'est pas nécessaire pour que la condition principale soit vérifiée lorsque ledit apport de puissance n'est pas requis.
En outre, lorsque le moyen de stockage est déchargé, à savoir quand la charge électrique stockée est inférieure à un seuil minimal, l'unité de traitement requiert le fonctionnement de l'organe électrique en mode générateur, éventuellement en requérant le fonctionnement de tous les moteurs thermiques 6.
On note, en outre, que la première étape P21, la deuxième étape P22 et la troisième étape P23 peuvent être réalisées conjointement ou successivement selon un ordre prédéterminé par le constructeur.
Les figures 4 à 6 présentent des schémas explicitant trois modes de réalisation distincts.
Indépendamment du mode de réalisation, l'unité de traitement détermine dans quelle configuration se trouve l'aéronef 1 durant une phase d'évaluation P1.
Dans la première configuration CONF1, la condition principale est vérifiée indépendamment du niveau de charge du moyen de stockage. De fait, l'unité de traitement va notamment requérir la mise au repos d'un moteur thermique lorsque la première condition secondaire et la deuxième condition secondaire sont remplies.
En effet, si la charge électrique SOC est supérieure à un seuil minimal SOC_mini, on met en place une stratégie 104 visant à mettre au repos un moteur thermique 6.
On note qu'un moteur thermique au repos est représenté sur les figures 4 à 6 par l'expression « WENG1 = 0 », que ce moteur thermique soit à l'arrêt ou au ralenti dans la mesure où un moteur thermique au repos ne participe pas à l'entraînement des rotors 3.
Selon le mode de réalisation, la stratégie diffère.
En référence à la figure 4, selon une première stratégie 104a, chaque moteur thermique non mis au repos est accéléré pour fournir individuellement une puissance égale à la puissance requise W_nec divisée par le deuxième nombre n-1 de moteurs thermiques non mis au repos. La puissance développée par chaque moteur thermique non mis au repos est noté « W_ENGi»
En référence à la figure 5, selon une deuxième stratégie 104b, l'unité de traitement 10 fait fonctionner l'organe électrique 4 en mode moteur à la puissance maximale W_{elec_max}, chaque moteur thermique 6 non mis au repos développant individuellement une puissance égale à la différence de la puissance requise W_nec et de la puissance maximale W_{elec_max} divisée par le deuxième nombre n-1 de moteurs thermiques non mis au repos.
En référence à la figure 6, selon une troisième stratégie 104c, l'unité de traitement 10 fait fonctionner chaque moteur thermique non mis au repos a une puissance égale à la différence de la puissance requise W_nec et de la puissance électrique W_elec générée par l'organe électrique divisée par le deuxième nombre n-1 de moteurs thermiques non mis au repos.
De plus, l'unité de traitement requiert le fonctionnement de l'organe électrique en mode moteur à une puissance électrique W_elec égale au produit de la puissance requise et d'un terme correctif conformément à la relation suivante, ce produit étant borné par une borne inférieure égale à ladite puissance maximale soit : $W_{elec} = \min [W_{nec \cdot} (1 - {Ck}_{cible} / {Ck}_{n - 1}); W_{elec_max}]$

où « W_elec» représente la puissance développée par l'organe électrique, «W_nec» représente la puissance requise, « 1-Ck_cible/Ck_n-1 » représente ledit terme correctif, «Ck_cible» représente une consommation de carburant kilométrique cible prédéterminée, «Ck_n-1» représente une consommation de carburant kilométrique correspondant à la consommation kilométrique obtenue avec un moteur thermique au repos et les moteurs thermiques non mis au repos fournissant la puissance requise lorsque la puissance requise est inférieure à la puissance seuil ou la puissance seuil lorsque la puissance requise est supérieure ou égale à la puissance seuil, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
On note qu'un pilote peut choisir la stratégie à appliquer à l'aide d'un moyen de sélection d'une stratégie 31, le cas échéant.
Indépendamment du mode de réalisation, en référence à la figure 4, si la charge électrique SOC est inférieure ou égale au seuil minimal SOC_mini, l'unité de traitement va requérir le chargement du moyen de stockage 5.
En premier lieu, l'unité de traitement 10 détermine si la puissance requise W_necest égale à la puissance seuil PMC_n-1.
Dans l'affirmative, l'unité de traitement 10 sollicite le fonctionnement de tous les moteurs thermiques 6 durant une première phase de recharge 106 de la première configuration. L'unité de traitement 10 recharge électriquement alors le moyen de stockage 5 en mettant en oeuvre tous les moteurs thermiques, chaque moteur thermique 6 développant une puissance égale à la somme de la puissance requise Wnec et d'une puissance de charge Wcharge divisée par le premier nombre, la puissance de charge Wcharge étant égale à la différence entre la puissance optimale PMCn et la puissance requise Wnec, cette différence étant bornée par une borne inférieure égale à la puissance maximale soit: $W_{charge} = \min [{PMC}_{n} - W_{nec}; W_{elec_max}]$

où « W_charge» représente la puissance de charge, «W_nec» représente la puissance requise, «PMC_n» représente la puissance optimale, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Lorsque le moyen de stockage est chargé, l'unité de traitement applique la stratégie 104 adéquate.
Si la puissance requise Wnec est strictement inférieure à la puissance seuil PMCn-1, durant une deuxième phase de recharge 107 de la première configuration, l'unité de traitement 10 recharge électriquement le moyen de stockage 5 en mettant au repos un moteur thermique 6 et en sollicitant le fonctionnement du deuxième nombre n-1 de moteurs thermiques non mis au repos. Chaque moteur thermique non mis au repos développe alors une puissance égale à la somme secondaire de la puissance requise et d'une puissance de charge divisée par le deuxième nombre, la puissance de charge étant égale à la différence entre la puissance seuil développée par le deuxième nombre de moteurs thermiques fonctionnant chacun à la puissance continue et la puissance requise, cette différence étant bornée par une borne inférieure égale à la puissance maximale soit : $W_{charge} = \min [{PMC}_{n - 1} - W_{nec}; W_{elec_max}]$

où « W_charge » représente la puissance de charge, «W_nec» représente la puissance requise, «PMC_n-1» représente la puissance seuil, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Lorsque le moyen de stockage est chargé, l'unité de traitement applique la stratégie 104 adéquate.
Par conséquent, en fonction de la puissance requise, on utilise soit le premier nombre n de moteurs thermiques 6 soit le deuxième nombre n-1 de moteurs thermiques pour entraîner les rotors et recharger électriquement le moyen de stockage, l'organe électrique fonctionnant en mode générateur électrique.
Dans la première configuration CONF1, la condition principale est vérifiée indépendamment du niveau de charge du moyen de stockage. De fait, l'unité de traitement va notamment requérir la mise au repos d'un moteur thermique lorsque la première condition secondaire et la deuxième condition secondaire sont remplies.
Durant la deuxième configuration CONF2, la condition principale est vérifiée lorsque la première condition secondaire et la deuxième condition secondaire sont remplies.
Ainsi, lorsque la charge électrique SOC est supérieure à un seuil minimal SOC_mini, on met en place une option 108 visant à mettre au repos un moteur thermique 6.
En référence aux figures 4 et 5, selon une première option 108a' mise en oeuvre durant le premier mode de réalisation et le deuxième mode de réalisation, l'unité de traitement 10 accélère chaque moteur thermique non mis au repos pour qu'ils développent tous la puissance continue PMC.
De plus, l'organe électrique est sollicité en mode moteur pour fournir une puissance égale à la différence entre la puissance requise W_nec et une puissance thermique Σ_n-1W_ENGi, ladite puissance thermiqueΣ_n-1W_ENGi étant égale à la puissance développée conjointement par lesdits moteurs thermiques non mis au repos.
En référence à la figure 6, selon une deuxième option 108b' mise en oeuvre durant le troisième mode de réalisation, l'organe électrique étant sollicité par l'unité de traitement en mode moteur pour fournir une puissance électrique W_elec, chaque moteur thermique non mis au repos est accéléré pour fournir individuellement une puissance égale à la puissance requise moins la puissance électrique divisée par le deuxième nombre, la puissance électrique étant égale au produit de la puissance requise et d'un terme correctif conformément à la relation suivante, ce produit étant bornée par une borne inférieure égale à ladite puissance maximale soit : $W_{elec} = \min [W_{nec \cdot} (1 - {Ck}_{cible} / {Ck}_{n - 1}); W_{elec_max}]$

où « W_elec» représente la puissance développée par l'organe électrique, «W_nec» représente la puissance requise, « 1-Ck_cible/Ck_n-1 » représente ledit terme correctif, «Ck_cible» représente une consommation de carburant kilométrique cible prédéterminée, «Ck_n-1» représente une consommation de carburant kilométrique correspondant à la consommation kilométrique obtenue avec un moteur thermique au repos et les moteurs thermiques non mis au repos fournissant la puissance requise lorsque la puissance requise est inférieure à la puissance seuil ou la puissance seuil lorsque la puissance requise est supérieure ou égale à la puissance seuil, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Indépendamment de la réalisation, lorsque le moyen de stockage est déchargé, l'unité de traitement met en ouvre une phase de rechargement 109 de la deuxième configuration.
Ainsi, lorsque le moyen de stockage contient une charge électrique inférieure à un seuil minimal, on recharge électriquement le moyen de stockage en mettant en oeuvre tous les moteurs thermiques.
Chaque moteur thermique développe alors une puissance W_ENGi égale à la somme de la puissance requise et d'une puissance de charge divisée par le premier nombre, la puissance de charge étant égale à la différence entre une puissance optimale développée par le premier nombre n de moteurs thermiques fonctionnant chacun à la puissance continue et la puissance requise, cette différence étant bornée par une borne inférieure égale à la puissance maximale soit: $W_{charge} = \min [{PMC}_{n} - W_{nec}; W_{elec_max}]$

où « W_charge» représente la puissance de charge, «W_nec» représente la puissance requise, «PMC_n» représente la puissance optimale, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
En outre, on note que durant la deuxième configuration CONF2, lorsque la première condition secondaire est vérifiée, si la deuxième condition secondaire n'est pas remplie, on met en oeuvre la phase de rechargement 109 de la deuxième configuration.
Dès que le moyen de stockage est chargé, l'unité de traitement applique l'option 108 adéquate. Il est à noter qu'un pilote peut choisir l'option à appliquer à l'aide d'un moyen de sélection d'une option 32 le cas échéant.
Par suite, l'exécution d'un vol peut requérir successivement la mise au repos d'un moteur thermique puis l'utilisation de l'ensemble des moteurs thermiques. L'unité de traitement peut alors déterminer le moteur thermique à mettre au repos en appliquant un cycle prédéterminé défini par le constructeur.
A titre d'exemple, sur un aéronef muni d'un moteur gauche et d'un moteur droit, on met au repos le moteur gauche puis le droit et ainsi de suite.
Durant la troisième configuration CONF3, durant une étape de décision, l'unité de traitement évalue une exigence selon laquelle la puissance requise est inférieure à la puissance optimale développée par le premier nombre de moteurs thermiques fonctionnant chacun à la puissance continue.
Lorsque cette exigence est vérifiée, ou lorsque l'exigence n'est pas vérifiée alors que le moyen de stockage comporte une charge électrique supérieure à un seuil minimal, l'unité de traitement ne sollicité pas l'organe électrique. Durant une étape 111, chaque moteur thermique est alors contrôlé pour développer une puissance égale au quotient de la puissance requise par le premier nombre.
Par contre, lorsque l'exigence n'est pas vérifiée alors que le moyen de stockage comporte une charge électrique inférieure ou égale à un seuil minimal, durant une étape 112, l'unité de traitement 10 utilise l'organe électrique en mode générateur électrique.
Chaque moteur thermique développe une puissance égale à la somme de la puissance requise et d'une puissance de charge divisée par le premier nombre, la puissance de charge étant égale à la différence entre une puissance optimale développée par le premier nombre de moteurs thermiques fonctionnant chacun à la puissance continue et la puissance requise, cette différence étant bornée par une borne inférieure égale à la puissance maximale soit: $W_{charge} = \min [{PMC}_{n} - W_{nec}; W_{elec_max}]$

où « W_charge» représente la puissance de charge, «W_nec» représente la puissance requise, «PMC_n» représente la puissance optimale développée par l'ensemble des moteurs thermiques fonctionnant à la première puissance, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Il est à noter qu'un pilote peut éventuellement manoeuvrer un moyen de neutralisation 33 pour ne pas appliquer le procédé selon l'invention.
De même, il est envisageable de neutraliser le procédé automatiquement selon certaines phases de vol, en vol stationnaire par exemple.
Naturellement, la présente invention est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien que plusieurs modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu'il n'est pas concevable d'identifier de manière exhaustive tous les modes possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention.
Il est en outre possible de dimensionner le moyen de stockage d'énergie et la valeur du seuil minimal SOC_mini pour pouvoir bénéficier d'un apport de puissance électrique supplémentaire en cas de perte d'un des moteurs thermiques pour cause de panne. Dans ce cas, il sera possible d'utiliser le moyen de stockage d'énergie en dessous du seuil minimal SOC_mini, et ce jusqu'à utilisation complète de l'énergie stockée.

Claims

Procédé de contrôle d'un groupe (2) de moteurs d'un aéronef (1) développant une puissance requise (W_nec) pour entraîner un rotor (3), ledit groupe (2) de moteurs étant muni d'au moins un organe électrique (4) relié à un moyen de stockage (5) d'énergie électrique et d'un premier nombre (n) de moteurs thermiques (6) supérieur ou égal à deux, chaque moteur thermique (6) pouvant développer une puissance continue (PMC) sans limitation de durée durant un régime continu, ledit organe électrique (4) pouvant développer une puissance maximale (W_{elec_max}) en mode moteur,
caractérisé en ce qu'une unité de traitement (10) exécute des instructions mémorisées pour évaluer une condition principale selon laquelle le groupe de moteurs peut développer la puissance requise en mettant au repos un moteur thermique, et lorsque ladite condition principale est vérifiée pour :
- mettre au repos un moteur thermique, et pour accélérer les moteurs thermiques non mis au repos à savoir pour accélérer un deuxième nombre (n-1) de moteurs thermiques (6) non mis au repos égal audit premier nombre (n) moins une unité afin de développer au maximum une puissance seuil à l'aide des moteurs thermiques, ladite puissance seuil (PMC_n-1) étant atteinte quand chaque moteur thermique (6) non mis au repos développe ladite puissance continue (PMC), et pour

- faire fonctionner l'organe électrique en mode moteur si l'unité de traitement évalue que la condition principale est vérifiée en sollicitant conjointement l'organe électrique en mode moteur et le deuxième nombre de moteurs thermiques, l'organe électrique fonctionnant temporairement en mode générateur électrique quand le moyen de stockage est déchargé.
Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que l'unité de traitement évalue si l'aéronef se trouve dans une première configuration (CONF1) selon laquelle la puissance requise est inférieure ou égale à la puissance seuil ou dans une deuxième configuration (CONF2) selon laquelle la puissance requise est supérieure à la puissance seuil mais inférieure ou égale à une somme de la puissance maximale et de la puissance seuil ou dans une troisième configuration (CONF3) selon laquelle la puissance requise est supérieure à une somme de la puissance maximale et de la puissance seuil, ladite condition principale étant vérifiée si :
- une première condition secondaire selon laquelle la puissance requise développée par le groupe de moteurs est inférieure ou égale à ladite somme de la puissance maximale et de la puissance seuil est vérifiée conformément auxdites première et deuxième configurations, et

- lorsque la puissance requise est supérieure à la puissance seuil, si une deuxième condition secondaire selon laquelle ledit moyen de stockage contient une charge électrique supérieure à un seuil minimal est vérifiée.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2,
caractérisé en ce que chaque moteur thermique non mis au repos développe la même puissance.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que si la puissance requise est inférieure ou égale à la puissance seuil, lorsque ladite condition principale est vérifiée, on applique une stratégie à choisir dans une liste incluant au moins une des stratégies suivantes :
- a) on ne sollicite pas l'organe électrique, chaque moteur thermique non mis au repos étant accéléré pour fournir individuellement une puissance égale à la puissance requise divisée par le deuxième nombre,

- b) on fait fonctionner l'organe électrique en mode moteur à la puissance maximale, chaque moteur thermique non mis au repos développant individuellement une puissance égale à la différence de la puissance requise et de la puissance maximale divisée par le deuxième nombre,

- c) chaque moteur thermique non mis au repos développant individuellement une puissance égale à la différence de la puissance requise et de la puissance électrique générée par l'organe électrique divisée par le deuxième nombre, on fait fonctionner cet organe électrique en mode moteur à une puissance électrique égale au minimum entre le produit de la puissance requise et d'un terme correctif conformément à la relation suivante, et ladite puissance maximale soit : $Welec = \min [W_{nec \cdot} (1 - {Ck}_{cible} / {Ck}_{n - 1}); W_{elec_max}]$

où « Welec» représente la puissance développée par l'organe électrique, «W_nec» représente la puissance requise, « 1-Ck_cible/Ck_n-1 » représente ledit terme correctif, «Ck_cible» représente une consommation de carburant kilométrique cible prédéterminée, «Ck_n-1» représente une consommation de carburant kilométrique correspondant à la consommation kilométrique obtenue avec un moteur au repos et les moteurs non mis au repos fournissant la puissance requise lorsque la puissance requise est inférieure à la puissance seuil ou la puissance seuil lorsque la puissance requise est supérieure ou égale à la puissance seuil, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Procédé selon la revendication 2,
caractérisé en ce que, dans la première configuration, lorsque la première condition est vérifiée alors que la deuxième condition secondaire n'est pas vérifiée, l'unité de traitement exécute des instructions mémorisées pour requérir le fonctionnement de l'organe électrique en mode générateur électrique afin de recharger électriquement le moyen de stockage en électricité.
Procédé selon la revendication 5,
caractérisé en ce que, lorsque la puissance requise est égale à la puissance seuil, on recharge électriquement le moyen de stockage en mettant en oeuvre tous les moteurs thermiques, chaque moteur thermique développant une puissance égale à la somme de la puissance requise et d'une puissance de charge divisée par le premier nombre, la puissance de charge étant égale au minimum entre la puissance maximale et la différence entre une puissance optimale développée par le premier nombre de moteurs thermiques fonctionnant chacun à la puissance continue et la puissance requise, soit: $W_{charge} = \min [{PMC}_{n} - W_{nec}; W_{elec_max}]$

où « W_charge» représente la puissance de charge, «W_nec» représente la puissance requise, «PMC_n» représente la puissance optimale, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que, lorsque la puissance requise est inférieure à la puissance seuil, on recharge électriquement le moyen de stockage en mettant au repos un moteur thermique et en sollicitant un deuxième nombre de moteurs thermiques, chaque moteur thermique non mis au repos développant une puissance égale à la somme secondaire de la puissance requise et d'une puissance de charge divisée par le deuxième nombre, la puissance de charge étant égale au minimum entre la puissance maximale et la différence entre la puissance seuil développée par le deuxième nombre de moteurs thermiques fonctionnant chacun à la puissance continue et la puissance requise. $W_{charge} = \min [{PMC}_{n - 1} - W_{nec}; W_{elec_max}]$

où « W_charge» représente la puissance de charge, «W_nec» représente la puissance requise, «PMC_n-1» représente la puissance seuil, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que si la puissance requise est supérieure à la puissance seuil mais inférieure ou égale à la somme de la puissance maximale et de la puissance seuil, lorsque ladite condition principale est vérifiée, on applique une option à choisir dans une liste incluant au moins une des options suivantes :
- a') chaque moteur thermique non mis au repos est accéléré pour développer individuellement la puissance continue, le moteur électrique étant sollicité en mode moteur pour fournir une puissance égale à la différence entre la puissance requise et une puissance thermique, ladite puissance thermique étant égale à la puissance développée conjointement par lesdits moteurs thermiques n'étant pas mis au repos

- b') le moteur électrique étant sollicité en mode moteur pour fournir une puissance électrique, chaque moteur thermique non mis au repos est accéléré pour fournir individuellement une puissance égale à la puissance requise moins la puissance électrique divisée par le deuxième nombre, la puissance électrique étant égale au minimum entre la puissance maximale et le produit de la puissance requise et d'un terme correctif conformément à la relation suivante, soit: $Welec = \min [W_{nec \cdot} (1 - {Ck}_{cible} / {Ck}_{n - 1}); W_{elec_max}]$

où « Welec» représente la puissance développée par l'organe électrique, «W_nec» représente la puissance requise, « 1-Ck_cible/Ck_n-1 » représente ledit terme correctif, «Ck_cible» représente une consommation de carburant kilométrique cible prédéterminée, «Ck_n-1» représente une consommation de carburant kilométrique correspondant à la consommation kilométrique obtenue avec un moteur au repos et les moteurs non mis au repos fournissant la puissance requise lorsque la puissance requise est inférieure à la puissance seuil ou la puissance seuil lorsque la puissance requise est supérieure ou égale à la puissance seuil, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Procédé selon la revendication 8,
caractérisé en ce que lorsque ledit moyen de stockage contient une charge électrique inférieure à un seuil minimal, on recharge électriquement le moyen de stockage en mettant en oeuvre tous les moteurs thermiques, chaque moteur thermique développant une puissance égale à la somme de la puissance requise et d'une puissance de charge divisée par le premier nombre, la puissance de charge étant égale au minimum entre la puissance maximale et la différence entre une puissance optimale développée par le premier nombre de moteurs thermiques fonctionnant chacun à la puissance continue et la puissance requise, soit : $W_{charge} = \min [{PMC}_{n} - W_{nec}; W_{elec_max}]$

où « W_charge» représente la puissance de charge, «W_nec» représente la puissance requise, «PMC_n» représente la puissance optimale, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,
caractérisé en ce que si la puissance requise est supérieure à la somme de la puissance maximale et de la puissance seuil, on évalue une exigence selon laquelle la puissance requise est inférieure à la puissance optimale développée par le premier nombre de moteurs thermiques fonctionnant chacun à la puissance continue.
Procédé selon la revendication 10,
caractérisé en ce que lorsque ladite exigence est vérifiée, ou lorsque ladite exigence n'est pas vérifiée alors que ledit moyen de stockage comporte une charge électrique supérieure à un seuil minimal, on n'utilise pas ledit organe électrique, chaque moteur thermique étant contrôlé pour développer une puissance égale au quotient de la puissance requise par le premier nombre.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 11,
caractérisé en ce que lorsque ladite exigence n'est pas vérifiée alors que ledit moyen de stockage comporte une charge électrique inférieure ou égale à un seuil minimal, on utilise ledit organe électrique en mode générateur électrique, chaque moteur thermique développant une puissance égale à la somme de la puissance requise et d'une puissance de charge divisée par le premier nombre, la puissance de charge étant égale au minimum entre la puissance maximale et la différence entre une puissance optimale développée par le premier nombre de moteurs thermiques fonctionnant chacun à la puissance continue et la puissance requise, soit : $W_{charge} = \min [{PMC}_{n} - W_{nec}; W_{elec_max}]$

où « W_charge » représente la puissance de charge, «W_nec» représente la puissance requise, «PMC_n» représente la puissance optimale développée par l'ensemble des moteurs thermiques fonctionnant à la première puissance, «W_{elec_max}» représente la puissance maximale, « min » représente le minimum entre les deux expressions comprises dans les crochets et séparées par un point virgule.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 11,
caractérisé en ce qu'un vol requérant successivement la mise au repos d'un moteur thermique puis l'utilisation de tous les moteurs thermiques, on détermine le moteur thermique à mettre au repos en appliquant un cycle prédéterminé.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13,
caractérisé en ce qu'aucun moteur thermique n'est mis au repos durant un vol stationnaire.
Aéronef (1) muni d'un groupe (2) de moteurs développant une puissance requise pour entraîner un rotor (3), ledit groupe (2) de moteurs étant muni d'au moins un organe électrique (4) relié à un moyen de stockage (5) électrique et d'un premier nombre (n) de moteurs thermiques (6) supérieur ou égal à deux, ledit organe électrique (4) pouvant développer une puissance maximale (W_{elec_max}) en mode moteur,
caractérisé en ce qu'il comporte une unité de traitement (10) reliée auxdits moteurs thermiques (6) et audit organe électrique (4), ladite unité de traitement (10) étant reliée à un moyen de détermination (20) de ladite puissance requise, ladite unité de traitement (10) exécutant des instructions mémorisées pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.
Aéronef selon la revendication 15,
caractérisé en ce qu'il comporte au moins un équipement (30) à choisir dans une sélection comprenant au moins :
- un moyen de sélection d'une stratégie (31) appliquée si la puissance requise est inférieure ou égale à une puissance seuil, lorsqu'une condition principale selon laquelle le groupe de moteurs peut développer la puissance requise en mettant au repos un moteur thermique est vérifiée,

- un moyen de sélection d'une option (32) appliquée si la puissance requise est supérieure à la puissance seuil mais inférieure ou égale à la somme de la puissance maximale et de la puissance seuil, et si ladite condition principale est vérifiée,

- un moyen de sélection tactique pour déterminer d'une part une stratégie à appliquer si la puissance requise est inférieure ou égale à la puissance seuil, et lorsqu'une condition principale selon laquelle le groupe de moteurs peut développer la puissance requise en mettant au repos un moteur thermique est vérifiée, et d'autre part une option à appliquer si la puissance requise est supérieure à la puissance seuil mais inférieure ou égale à la somme de la puissance maximale et de la puissance seuil et si ladite condition principale est vérifiée,

- un moyen de neutralisation (33) de la mise au repos d'un moteur thermique.